Гранулированный фильтрующий материал

Авторы патента:

Масленникова Людмила Леонидовна (RU)

B01D39/06 - неорганические, например асбестовое волокно, стеклянные шарики или стекловолокно

Владельцы патента RU 2433853:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к области сорбционной очистки и может быть использовано в технологии очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и очистки сточных вод в фильтровальных сооружениях. Гранулированный фильтрующий материал содержит кембрийскую глину, бой керамических изделий, доломит, огнеупорную глину и формоотход - отход сталеплавильного производства, на основе кварцевого песка. Соотношение компонентов составляет (мас.%): кембрийская глина 33,0-47,0, огнеупорная глина 18,0-22,0, доломит - 13,0-17,0, формоотход 18,0-22,0, бой керамических изделий 4,0-6,0. Технический результат - увеличение сорбционной емкости по тяжелым металлам. 2 табл.

Изобретение относится к получению гранулированного фильтрующего материала и может быть использовано в технологии очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и очистки сточных вод в фильтровальных сооружениях.

Известен гранулированный фильтрующий материал (RU №2077380, В01J 20/02, 20/04, опубл. 20.04.1997) из глины и порошкообразного доломита в количестве 15-18% от массы глины.

Известен также фильтрующий материал, состоящий из кембрийской глины и порошкообразного доломита в количестве 10-20% от массы глины (RU №2216385, B01D 39/06, B01J 20/02, опубл. 20.11.2003).

Однако эти фильтрующие материалы не обеспечивают эффективной очистки природных вод с высокой концентрацией гумусовых веществ, а также промышленных сточных вод, имеющих в своем составе ионы тяжелых металлов, таких как цинк, медь, кадмий и т.д.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому материалу является гранулированный фильтрующий материал, содержащий кембрийскую глину, доломит, гранитные отсевы, бой керамических изделий и стеклобой при следующем соотношении компонентов, мас.%: кембрийская глина 60,0-69,0, доломит 12,0-15,0, гранитные отсевы 12,0-14,0, бой керамических изделий 4,0-6,0, стеклобой 3,0-5,0 (RU №2375101, B01D 39/06, опубл. 10.12.2009).

Недостатком этого фильтрующего материала является недостаточная сорбционная емкость по тяжелым металлам, например по кадмию и цинку.

Задача изобретения - создание фильтрующего материала с высокой сорбционной емкостью по тяжелым металлам.

Технический результат достигается тем, что фильтрующий материал, содержащий кембрийскую глину, бой керамических изделий и доломит, дополнительно содержит формоотход, являющийся отходом сталеплавильного производства, на основе кварцевого песка и огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кембрийская глина	33,0-47,0
огнеупорная глина	18,0-22,0
формоотход, являющийся отходом
сталеплавильного производства,
на основе кварцевого песка	18,0-22,0
доломит	13,0-17,0
бой керамических изделий	4,0-6,0

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый состав фильтрующего материала не известен, и данное техническое решение обладает новизной.

Кембрийская глина - легкоплавкая, полукислая, низкодисперсная, с низким содержанием крупнозернистых включений, насыпная плотность 1450 кг/м³, интервал спекания 50-100°С. Огнеупорная глина, например латненская, относится к глинам с повышенным содержанием плавней и высокой степенью измельчения частиц, часть которых имеет коллоидальный характер. Данные химического анализа глин представлены в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав кембрийской и латненской глин, мас.%
Глина	SiO₂	TiO₂+ Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O + Na₂O	SO₃	П.п.п.
кембрийская	62,83	17,29	6,64	1,24	2,73	4,5	0,54	4,26
латненская	47,4	36,7	0,9	0,4	0,04	0,11	-	11,5

Формоотход является отходом от сталеплавильного производства и на 98% состоит из кварцевого песка с остатками частично не выгоревшей органики и жидкого стекла. Возможно небольшое присутствие окалины.

Доломит - CaMg(CO₃)₂ - минерал группы карбонатов, по химическому составу двойной карбонат кальция и магния: СаСО₃·MgCO₃, содержит примеси глины, известняка. При температуре 600-700°С происходит диссоциация MgCO₃, при 830-900°С происходит диссоциация СаСО₃.

Бой обожженных керамических изделий состоит в основном из алюмосиликатов кальция и магния и кварца.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат. Совместное присутствие кембрийской и огнеупорной глин, доломита, боя керамических изделий, формоотхода, являющегося отходом сталеплавильного производства, на основе кварцевого песка приводит к появлению новых донорных активных центров, что увеличивает сорбционную емкость заявляемого материала.

Для изготовления фильтрующего материала дозируют и подвергают помолу в шаровой мельнице до остатка на сите 0,08 не более 1% кембрийскую и латненскую глины, доломит, формоотход, являющийся отходом сталеплавильного производства, на основе кварцевого песка, бой керамических изделий. Полученный шликер с влажностью 40-50% сушат в башенной распылительной сушилке (например, конструкции ПКБ НИИ Стройкерамика или СМК-148. Механическое оборудование керамических заводов / И.В.Бахталовский и др. - М.: Машиностроение, 1982. с.201). Суспензия подается в рабочее пространство сушильной камеры. Для распыления суспензии применяют механические форсунки. Сушка материала газами в кипящем слое заключается в псевдоожижении сыпучего материала горячим потоком газа и сушке его в «кипящем слое», что позволяет исключить процесс помола и грануляции массы и, кроме того, сократить потери массы и добиться получения стабильного зернового состава и шарообразной формы зерен. Полученный гранулированный материал с влажностью 6-8% обжигается при температуре 650-700°С.

Исходные компоненты при распылительной сушке и дальнейшем обжиге претерпевают определенные физико-химические превращения, формирующие пористую структуру фильтрующего материала. Кроме того, совместное присутствие кембрийской и латненской глин, доломита, боя керамических изделий, формоотхода приводит к появлению новых донорных активных центров, что увеличивает сорбционную емкость заявляемого материала. Испытания проводились по таким тяжелым металлам, как ионы кадмия, меди и цинка.

Сорбционная емкость определялась на основании данных технологического моделирования процесса очистки воды фильтрованием, выполняемого в соответствии с методикой, разработанной Д.М.Минцем (Технология очистки природных вод фильтрованием / Е.Г.Петров, П.П.Бегунов. - СПб., 2006. - 54 с.). Анализ таблицы показывает, что сорбционная емкость предлагаемого фильтрующего материала увеличивается на 30-50%.

Гранулированный фильтрующий материал, содержащий кембрийскую глину, бой керамических изделий и доломит, отличающийся тем, что дополнительно содержит огнеупорную глину и формоотход, являющийся отходом сталеплавильного производства на основе кварцевого песка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кембрийская глина	33,0-47,0
огнеупорная глина	18,0-22,0
формоотход, являющийся отходом
сталеплавильного производства
на основе кварцевого песка	18,0-22,0
доломит	13,0-17,0
бой керамических изделий	4,0-6,0

Изобретение относится к области фильтрования. .

Способ очистки дренажного стока и устройство для его осуществления // 2401804

Изобретение относится к очистке дренажного стока и может быть использовано в водоохранных мероприятиях для получения дополнительных объемов чистой воды для оросительных мелиораций.

Нетканый материал, включающий ультрамелкие или наноразмерные порошки // 2394627

Изобретение относится к нетканым фильтрующим материалам. .

Фильтрующий материал для очистки сточных вод // 2380137

Изобретение относится к фильтрующим материалам для очистки сточных вод, в частности, на предприятиях молочной промышленности. .

Коррозионно-стойкий пенокерамический фильтр с низким коэффициентом расширения для фильтрации расплавленного алюминия // 2380136

Изобретение относится к фильтрам для расплавленных металлов. .

Способ получения гранулированного фильтрующего материала // 2375101

Изобретение относится к области очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и очистки сточных вод в фильтровальных сооружениях. .

Способ получения особо чистых фильтрующих материалов из диатомитов // 2372970

Изобретение относится к способам получения особо чистых фильтрующих материалов из диатомитов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и др.

Способ получения каталитически активного зернистого фильтрующего материала // 2363536

Изобретение относится к области фильтрующих материалов. .

Способ очистки отработавших промышленных газов от твердых частиц для подготовки их к использованию в замкнутом цикле, установка для его осуществления и фильтрующее устройство, используемое в установке // 2363521

Способ получения фильтровально-сорбционного материала // 2345834

Изобретение относится к способу получения фильтровально-сорбционного материала и может быть использовано в химической, металлургической или целлюлозно-бумажной промышленности, гальванических производствах для очистки сточных вод.

Фильтрующий элемент, применяемый в сфере очистки природных вод // 2498844

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий элемент, применяемый в сфере очистки природных вод, характеризуется тем, что при его получении в качестве наполнителей и заполнителей используют продукты переработки горелых пород терриконов: отсев с размером 0,3-5 мм, отсев с размером 10-50 мм, муку из тонкомолотого отсева горелых пород терриконов. В качестве вяжущего используют эпоксидную смолу или полиэфирную смолу. Фильтрующий элемент выполнен в форме правильного шестиугольника. Технический результат: увеличение фильтрующей поверхности, тем самым улучшение эффекта очистки природных вод. 3 табл., 1 пр.

Средство для очистки воды от растворимых загрязнений и способ очистки // 2508151

Изобретение относится к области очистки воды. В качестве средства для очистки воды используют объемный материал из стеклянных волокон диаметром от 100 до 400 нм с объемной плотностью 12-26 кг/м3. Очистку воды осуществляют путем ее пропускания через слой данного материала. Предложено экологически безопасное эффективное средство, позволяющее очистить природную воду от растворимых загрязнений. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр.

Способ получения гранулированной фильтрующей загрузки производственно-технологических фильтров для очистки скважинной воды // 2528253

Изобретение относится к области водоподготовки питьевой воды. Производят обжиг природного карбонатного сырья в высокоскоростном режиме со скоростью 25-30°C в минуту в течение 20-25 минут. Затем осуществляют химическую обработку в две стадии, сначала раствором, содержащим ионы двухвалентного марганца, а затем раствором гипохлорита натрия. В качестве сырья используют известняк, содержащий (вес.%): карбонат кальция 79-84, карбонат магния 1-3, органические примеси 3-4, глинистые включения 5-11, кварц 4-6. Техническим результатом является повышение сорбционной способности загрузки и снижение энергоемкости при её изготовлении. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ фильтрации материалов после сверхтонкого измельчения // 2548433

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для фильтрации пульпы на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах. Предложен способ фильтрации цианистой пульпы, содержащей частицы флотоконцентрата упорной сульфидной золотосодержащей руды сверхтонкого измельчения. Перед фильтрацией в пульпу вводят вспомогательное вещество. В качестве вспомогательного вещества используют хвосты флотации, содержащие частицы крупностью 85-95% класса минус 74 мкм, являющиеся отходами обогащения. Технический результат заключается в интенсификации процесса фильтрации и улучшении качества фильтрата. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Гранулированный фильтрующий материал // 2553896

Изобретение относится к области сорбционной очистки и может быть использовано в технологии очистки природных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и очистки сточных вод в фильтровальных сооружениях. Гранулированный фильтрующий материал содержит кембрийскую глину и молотый бой автоклавного пенобетона с остатком на сите 063 не более 1%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кембрийская глина 50,0-60,0, указанный молотый бой автоклавного пенобетона 40,0-50,0. Технический результат - увеличение эффективности очистки и сорбционной емкости по тяжелым металлам. 2 табл., 1 пр.

Модуль сорбционной очистки жидкой среды // 2563476

Изобретение относится к фильтровальной технике. Модуль сорбционной очистки содержит вертикальный корпус, состоящий из цилиндрической обечайки (17), днища (5) и крышки (11), верхний (1) и нижний (12) перфорированные насадки, поддерживающий слой (14), коллектор (10), фильтрующую загрузку. Загрузка состоит из трёх слоёв. Нижний фильтрующий слой (13) состоит из сорбента марки МС, нижняя поверхность которого контактирует с верхней поверхностью поддерживающего слоя (14). Промежуточный фильтрующий слой (15) состоит из сорбента марки МЖФ, а верхний фильтрующий слой (2) состоит из сорбента марки АС. Модуль содержит трубку (16), расположенную в полости корпуса, дренажный (6), входной (3) и выходной (4) патрубки, сообщенные с полостью коллектора (10), оснащенные затворами (7, 8, 9). Свободная поверхность верхнего фильтрующего слоя расположена с зазором относительно торцевой части верхнего перфорированного насадка. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей модуля очистки жидкой среды. 1 ил.

Фильтрующий материал для очистки питьевой воды // 2574754

Изобретение относится к сорбционно-фильтрующим материалам и может быть использовано при очистке хозяйственно-питьевых и промышленных сточных вод предприятий различных отраслей промышленности. Зернистый природный материал содержит на поверхности каталитически активный слой, состоящий из смеси Мn2O3, МnО2 и Fe(OH)2 при их массовом соотношении (2-2,5):(5-5,5):(0,5-0,7). Каталитически активный слой закреплён на поверхности фильтрующего путем обработки натрием серноватистокислым. Изобретение обеспечивает получение эффективного материала, пригодного для очистки воды от железа. 4 табл., 2 пр.

Огнезащитное средство для фильтрационных установок и способ повышения огнезащиты в фильтрационных установках // 2575306

В способе повышения огнезащиты в фильтрационных установках содержащий горючий аэрозоль воздушный поток подается в фильтр. Фильтр задерживает значительную часть аэрозоля из воздушного потока. В подводимый к фильтру воздушный поток вводится гранулированное огнезащитное средство. Огнезащитное средство в качестве существенного компонента имеет пористые минеральные гранулы. Изобретение обеспечивает повышение огнезащиты в фильтрационных установках. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Фильтрующий элемент для напорных фильтров, используемый для очистки природных вод // 2595694

Изобретение предназначено для фильтрования и может применяться в сфере очистки природных вод. Фильтрующий элемент изготавливается классическим способом, но заменяют каменный щебень, входящий в основной состав нового фильтрующего элемента, на гранулированные отходы пластмасс, в частности в качестве заполнителей применяется отсев с размером 0,3÷30 мм, наполнитель - кварцевая мука с размером фракций менее 0,15 мм, вяжущее - полиэфирная смола марки ПН-609. Технический результат: значительное снижение веса фильтрующего элемента в среднем на 50%, повышение качества очистки воды. 1 пр., 1 табл.

Гранулированный фильтрующий материал // 2628391

Изобретение предназначено для очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Измельченные частицы диатомита смешивают со связующими добавками и отправляют на послойную грануляцию в тарельчатом грануляторе или грануляторе псевдоожиженного слоя до получения изотропных гранул сферической формы. Полученные гранулы подсушивают и затем обжигают. Готовые гранулы из диатомита имеют пористую структуру, сформированную из слоев сферической формы, шероховатая поверхность которых обладает абразивными свойствами. Размер гранул находится в интервале от 0,3 до 6,0 мм. Размер выступов шероховатостей на поверхности гранул находится в интервале от 1,0 до 150,0 мкм. Прочность гранулы при одноосном сжатии составляет не менее 5,0/dг МПа, где dг - диаметр гранулы, мм. Прочность гранул повышается путем их остекловывания в процессе обжига. Для этого в состав гранул добавляют от 0,1 до 10,0% стеклообразующих оксидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов. Технический результат: повышение качества готового продукта. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.